[0001] Die Erfindung betrifft einen Dreh- und/oder Schiebeschalter für Ein- und Mehrlagenkarten
mit zumindest einer auf einer Kontaktbahn abrollenden, in Schaltstellungen des Schalters
als Kontaktbrücke zur Verbindung von wenigstens zwei quer zur Richtung der Kontaktbahn
nebeneinander angeordneten flächenhaften Kontakten vorgesehenen, federnd gegen die
Kontaktbahnen gedrückten Kontaktwalze.
[0002] Es sind Schalter für Ein- und Mehrlagenschaltkarten mit Kontaktelementen in an Rastschiebern
befindlichen Schaltbügeln bekannt, bei denen die Kontaktflächen aufeinandergedrückt
werden, was oft mit blattfederähnlichen Zungen oder Nocken erreicht wird.
[0003] Diese Schalter nehmen viel Raum ein und erfordern bei Mehrebenenfunktionen in einer
Schaltstellung einen voluminösen Aufbau. Zugleich ergibt sich bei ihnen als weiterer
Nachteil durch die gleitende Kontaktaufnahme und eine punktförmige oder linienförmige
Verbindung bei den ballig oder flächig ausgebildeten Kontaktflächen ein bedeutender
Abrieb und damit eine relativ geringe Lebensdauer.
[0004] Es war daher die Aufgabe, einen Schalter für Ein- und Mehrlagenschaltkarten zu schaffen,
der diese Nachteile vermeidet. Es sollte also ein Schalter geschaffen werden, der
minimalsten Raum einnimmt und dessen Kontaktflächen infolge kleiner Reibungskräfte
eine hohe Lebensdauer besitzen. Dabei sollte ein solcher Schalter einerseits absolut
schaltungssicher und andererseits in einfacher Modulbauweise kostengünstig auch in
der Massenfertigung sein. Auch eine leichte Variierbarkeit sollte berücksichtigt werden.
Entsprechend den technischen Anforderungen müssen nach gleichem Prinzip und gleicher
Bauweise Schalter verschiedenster Auslegung möglich sein, Auch sollten gleichermaßen
Schiebeschalter als auch entsprechende Drehschalter herstellbar sein.
[0005] Aus der DE-OS 24 37 637 ist ein Schiebeschalter mit zumindest einer auf einer Kontaktbahn
abrollenden, in Schaltstellungen des Schalters als Kontaktbrücke zur Verbindung von
wenigstens zwei, quer zur Richtung der Kontaktbahnen nebeneinander angeordneten flächenhaften
Kontakten und einer federnd gegen die Kontaktbahnen gedrückten Kontaktwalze bekannt.
[0006] Bei diesem bekannten Schalter, der als Starkstromumschaltgerät vorgesehen ist und
dessen Abmessungen daher relativ groß sind, bestehen die Schaltwalzen aus Kupfer.
Bei Verwendung eines solchen entsprechend verkleinerten Schalters z.B. zur wahlweisen
Verbindung von nach Art einer gedruckten Schaltung auf einer Iso-lierstoffplatte angeordneten
Kontaktflächen, die längs einer Kontaktbahn einem erwünschten Schaltprogramm entsprechend
verteilt angeordnet sind, kann es aber zu Störungen bei der Kontaktgabe durch die
Schaltwalze kommen, insbesondere wenn mehrere solcher Walzen nebeneinander auf einer
gemeinsamen Achse drehbar angeordnet sind, da die Kontaktwalze infolge ihrer Starrheit
auf einem geringfügig erhöhten Kontaktflächenabschnitt aufliegt und daher nicht zugleich
eine etwas niedriger liegende Kontaktfläche berühren kann. Auch kann es bei Verwendung
eines solchen entsprechend miniaturisierten Schalters zu Kontaktunterbrechungen kommen,
wenn der Schalter Stö-8en oder Vibrationen ausgesetzt ist.
[0007] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Schalter der eingangs genannten
Art so weiterzubilden, daß dieser insbesondere zur wahlweisen Verbindung von leiterbahnartigen,
relativ dicht nebeneinander liegenden Kontaktflächen, die auf einer Isolierstoffplatte
angeordnet sind, geeignet ist und dabei hohe Verschleißfestigkeit und große Betriebssicherheit,
insbesondere Kontaktsicherheit aufweist.
[0008] Zur Lösung dieser Aufgabie ist der Schalter der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß
dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktwalze als Wälzkontakt derart ausgebildet ist,
daß sie auf den Kontaktflächen der Schaltkarte federnd unter Bildung eines flächenhaften
Kontaktes im federnden Wälzprinzip abrollen.
[0009] Es wurde gefunden, daß ein den gestellten hohen Anforderungen genügender Schalter
geschaffen werden kann, wenn für jede Schaltkartenebene die Rastschieber nach innen
gleitschienenprofilförmig und mit Rastnocken und mit Schaltbügelführungen für die
Schaltbügel ausgebildet sind, wobei die U-förmig ausgebildeten Schaltbügel mit am
offenen Ende seitlich nach außen angesetzten Achsstummeln begrenzt beweglich in Ausnehmungen
der Schaltbügelführungen eingerastet sind, und an den Innenseiten der Schenkel der
Schaltbügel zylindrische Ausnehmungen mit einer Führungsnut für jeweils einen Satz
der auf einer gestaffelten Achse angeordneten Kontaktelemente vorgesehen sind, die
aus auf je einen Distanzstößel aufgesetzten Wälzkontakten, vorzugsweise Wälzfedern
oder Wälzrohren, bestehen, wobei die Distanzstößel so ausgebildet sind, daß sie auf
ihrer Vorderseite einen Aufsteckansatz, seitlich eine Führungsnase zum Einrasten in
die Führungsnut in den Schaltbügelschenkel, und an ihrer Rückseite eine Ausnehmung
zur Aufnahme des Aufsteckansatzes des nächsten Distanzstößels besitzen, und die Kontaktelemente
in den Schenkeln des Schaltbügels so angeordnet sind, daß zwischen ihnen der Schaltkartenführungsschlitz
gebildet wird.
[0010] AuBrdem ist es vorteilhaft, wenn die Schaltbügel um eine Schalterachse drehbar angeordnet
sind, was die Anwendung der Erfindung auch auf Drehschalter bedeutet. Schließlich
ist es noch erfinderisch, daß der Schalter mehrlagig und die Schaltbügel kammförmig
ausgebildet sind. Es können so ohne weiteres bis zu zwanzig Schaltkartenebenen zusammengefügt
werden.
[0011] Erfindungsgemäß ergibt sich die weitere, bevorzugte Lösung der Aufgabe dadurch, daß
bei dem Schalter die Kontaktwalze wenigstens im Bereich ihrer äußeren Zylinderfläche
zumindest abschnittsweise aus einem unter Aufrechterhaltung seiner elastischen Zusammendrückbarkeit
durch Zusatz von leitfähigen Partikeln (Metallstaub) leitend gemachten Gummi oder
Kunststoff besteht.
[0012] Auf diese Weise erhält man vorteilhaft eine elastisch nachgiebige Schaltwalze, die
toleranzbedingte kleinere Unebenheiten im Verlauf der Kontaktbahn ausgleichen kann
und die bei der Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen zwei benachbarten
Kontaktflächen diesen Kontaktflächen nicht linien- oder punktförmig anliegt, wie dies
bei einer starren Walze der Fall wäre. sondern flächenhafte Kontaktübergangsstellen
bildet, wobei insbesondere durch die Haftreibung zwischen der gummielastischen Schicht
der Kontaktwalze und der Kontaktbahn bei Vibrationen keine seitlichen Versetzungen
der Kontaktwalze auftreten können und die Walze auch nicht in unerwünschter Weise
von einer Kontaktfläche der Kontaktbahn abheben kann.
[0013] Darüber hinaus läßt sich die Kontaktwalze, infolge ihrer Vibrationsfestigkeit auch
sehr schnell bewegen (Hochgeschwindigkeitsschalter), ohne daß es zu unerwünschten
Kontaktunterbrechungen kommen kann. Die Kontaktwalze führt auf den Kontaktflächen
der Kontaktbahn auch keine Schleifbewegungen aus, wie die Schleifkontakte üblicher
Kontaktbrücken, sondern eine Walkbewegung, so daß trotz guter Kontaktreinigung kein
die Lebensdauer des Schalters verkürzender Verschleiß befürchtet werden muß. Es können
selbstverständlich auch mehrere Kontaktwalzen neben- oder hintereinander oder auch
auf stockwerkartig übereinander vorgesehenen Leiterplattenstreifen unter Verbindung
ihrer Achsen zugleich bewegbar vorgesehen sein, wobei die Breite der einzelnen Kontaktwalzen
verschieden groß gewählt werden kann.
[0014] Die Kontaktwalzen eines solchen Schalters können z.B. vorteilhaft durch Aufspritzen
einer gummielastischen Leitschicht auf ein aus Poly-Tetrafluoräthylen bestehendes
Rohr und nachfolgendes Abtrennen der Walzen in der gewünschten Breite von dem Rohr
hergestellt werden. Auf einer Schalterachse können die Kontaktwalzen unter Zwischenfügen
von aus Poly-Tetrafluoräthylen bestehenden Scheibchen im erwünschten Abstand gestapelt
werden, so daß sich ein Schalter entsprechend den jeweiligen Gegebenheiten baukastenartig
aus relativ wenigen Teilen unkompliziert zusammensetzen läßt.
[0015] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kontaktwalze einen
aus Poly-Tetrafluoräthylen oder einem anderen Isolierstoff bestehenden inneren Walzenkörper
aufweist, der mittels einer konzentrischen Bohrung auf eine starre Achse aufgehoben
ist und daß die Gummi- oder Kunststoffschicht unter Ausnutzung ihrer elastischen Dehnbarkeit
als Leitring auf den inneren Walzenkörper aufgespannt ist.
[0016] Durch diese Ausbildung der Kontaktwalze wird einerseits die aus elastischem Gummi
bestehende Leitschicht der Walze gegenüber der Schalterachse isoliert und andererseits
durch die Verwendung von Poly-Tetrafluoräthylen für den inneren Walzenkörper eine
besonders reibungsarme Lagerung der Kontaktwalze auf der Achse gewährleistet, wobei
die Elastizität der Gummischicht zur einfachen Befestigung dieser Schicht auf dem
inneren Walzenkörper vorteilhaft ausgenutzt wird.
[0017] Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, daß auf einer Achse mehrere Kontaktwalzen
nebeneinander angeordnet sind und daß-die Kontakte auf einer Isolierstoffplatte nach
Art einer gedruckten Schaltung fixierte leitende Oberflächenbereiche sind, daß die
Isolierstoffplatte beidseitig mit Kontakten versehen ist, daß auf beiden Seiten der
Isolierstoffplatte zumindest je eine mit Kontaktwalzen bestückte Schalterachse vorgesehen
ist und daß die Kontaktwalzen durch die beiden Achsen gegeneinander verspannende Federmittel
gegen die Isolierstoffplatte gedrückt sind.
[0018] Vorteilhaft ist es durch diese Ausbildung des Schalters möglich, relativ umfangreiche
Schaltprogramme zu verwirklichen, wobei es beispielsweise gleichgültig ist, ob die
jeweils mit mehreren Kontaktwalzen bestückten Schalterachsen bewegt werden oder die
mit den flächenhaften Kontakten auf ihren beiden großen Oberflächen versehene Isolierstoffplatte
zwischen den Kontaktwalzen hindurch bewegt wird. Bei dieser Anordnung der Kontaktwalzen,
also beidseitig einer z.B. streifenförmigen Isolierstoffplatte, ergibt sich auch der
Vorteil, daß der Schalter infolge der Elastizität der Walzen und der Federmittel gegenüber
Dickenschwankungen der Isolierstoffplatte unempfindlich ist.
[0019] Ferner kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, daß jede der beiden Achsen jeweils
endseitig in zur Isolierstoffplatte gerichteten und zu dieser hin offenen Schlit-.
zen jeweils eines rahmenartigen, zumindest zur Isolierstoffplatte hin offenen Kontaktwalzengehäuses
gelagert ist und daß die Kontaktwalzengehäuse durch wenigstens einen quer zur Richtung
der Kontaktbahn die beiden Gehäuse und einen zwischen diesen befindlichen, in Richtung
der Kontaktbahn sich erstreckenden Isolierstoffplattenstreifen gemeinsam umschlingenden,
federelastisch dehnbaren Haltering, der die beiden Kontaktwalzengehäuse gemeinsam
umschlingt, und dabei diese mit den in ihnen angeordneten Kontaktwalzen gegen die
Isolierstoffplatte und damit die beiden Kontaktbahnen drückt.
[0020] Schließlich kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß zwei
zueinander parallel angeordnete Halteringe vorgesehen sind und daß die Kontaktwalzengehäuse
in der Nähe ihrer quer zur Richtung der Kontaktbahn verlaufenden Stirnseiten mit Führungsrillen
zur Aufnahme der Ringe versehen sind, daß die Kontaktwalzengehäuse mit den rechtwinkelig
zur Kontaktbahn gerichteten Stirnseiten zwischen Führungswände eines in einer ortsfesten
Gleitbahn verschiebbaren Betätigungskörpers eingefügt sind, daß die Kontaktwalzengehäuse-Stirnseiten
mit in Ausnehmungen der Führungswände eingreifenden Ansätzen versehen sind und daß
die Ansätze und die Ausnehmungen derart aufeinander abgestimmt sind, daß jedes Kontaktwalzengehäuse
im wesentlichen lediglich eine rechtwinklig zur Isolierstoffplatte gerichtete Bewegung
relativ zu den Führungswänden des Betätigungskörpers ausführen kann.
[0021] Auf diese Weise'wird für die raumsparend miteinander verbundenen<Kontaktwalzengehäuse
vorteilhaft eine Führung gebildet, die es den Kontaktwalzengehäusen ermöglicht, sich
rechtwinklig zur Isolierstoffplatte und damit zu den auf dieser vorgesehenen Kontaktbahnen
elastisch Dickenschwankungen der Isolierstoffplatte und Unebenheiten der Kontaktbahn
anzupassen, während die Kontaktwalzengehäuse quer zum Verlauf der Kontaktbahn exakt
geführt werden und daher eine genau reproduzierbare Zuordnung zwischen einer Schaltstellung
und einer bestimmten Position des Betätigungskörpers gewährleistet ist.
[0022] Ausführungsbeispiele des Dreh- und/oder Schiebeschalters nach der Erfindung werden
nachstehend anhand von 11 Figuren näher erläutert, ohne daß dadurch die Erfindung
eine Einschränkung erfährt.
[0023] Es zeigen
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Schalter in Draufsicht;
Fig. 2 in Quersicht;
Fig. 3 als beispielshaftes Detail in Draufsicht die Anwendung der Erfindung auch auf
Drehschalter;
Fig. 4.als Detail im Querschnitt eine Kontaktbildung zwischen einer Schaltkarte und
einem Kontaktelement, nämlich einer auf einem Distanzstößel drehbaren Wälzfeder;
Fig. 5 in Seitenansicht einen teilweise aufgeschnittenen Schaltbügel sowie Kontaktelemente,
wie Wälzfedern und Wälzrohr, vor dem Aufbringen auf einen Distanzstößel sowie Schaltbügel
und Distanzstößel in allen Einzelheiten. Die Zusammenfügung der einzelnen Elemente
zu einer gestaffelten Achse ist hieraus besonders instruktiv erkennbar;
Fig. 6 in Seitenansicht, ein Kontaktwalzengehäuse im Schnitt mit zugehöriger Schalterachse
und einem geschnitten dargestellten inneren Walzenkörper sowie einen zugehörigen Leitgummiring,
ebenfalls im Schnitt;
Fig. 7 mit Blickrichtung parallel zu den Schalterachsen zwei auf beiden Seiten einer
Isolierstoffplatte vorgesehene Kontaktwalzengehäuse, die unter Dehnung der diese Gehäuse
gegen die Isolierstoffplatte drückenden beiden Halteringe von der Isolierstoffplatte
abgehoben dargestellt sind;
Fig. 8 in einer Ansicht von oben ein Kontaktwalzengehäuse und den zur Bewegung des
Kontaktwalzengehäuses vorgesehenen Betätigungskörper, wobei die beiden Teile voneinander
gelöst dargestellt sind;
Fig. 9 eine Ansicht des Schalters in Richtung des Kontaktbahnverlaufs mit zwei auf
beiden Seiten eines Isolierstoffplattenstreifens angeordneten Kontaktwalzengehäusen
und dem zugehörigen Betätigungskörper, der ebenso wie in Fig. 8 von den Kontaktwalzengehäusen
gelöst dargestellt ist;
Fig. 10 und 11 eine schematische Darstellung der Wirkungsweise der Kontaktwalze.
[0024] In den Figuren 1 bis 5 bedeuten
1 die nach innen gleitschienenprofilförmigen Rastschieber,
2 die innen am Rastschieber 1 angebrachten, mit Ausnehmungen für die Achsstummel 6
der Schaltbügel 5 versehenen Schaltbügelführungen,
3 die innen am Rastschieber 1 angebrachten Rastnocken,
4 einen an der Außenseite des Rastschiebers 1 befindlichen Schaltknopf,
5 die in die Schaltbügelführungen 2 des Rastschiebers 1 eingerasteten U-förmigen Schaltbügel,
6 die beidseitig nach außen an den offenen Enden der Schaltbügel 5 angesetzten Achsstummel
zum Einrasten in die Schaltbügelführungen 2 der Rastschieber 1,
7 den Führungsschlitz im Schaltbügel 5 zur Aufnahme einer Schaltkarte 15,
8 die zylindrischen Ausnehmungen an der Innenseite der Schenkel der Schaltbügel 5
zur Aufnahme der Kontaktelemente,
9 die der Ausnehmung 8 im Schaltbügel 5 aufgesetzte Führungsnut zur Positionierung
der Kontaktelemente,
10 eine Wälzfeder der Kontaktelemente,
11 einen Distanzstößel,
12 den vorderen Aufsteckansatz eines Distanzstößels 11, 13 die seitliche Führungsnase
eines Distanzstößels 11 zum Einrasten in die Führungsnut 9 des Schaltbügels 5,
14 die rückseitige Ausnehmung eines Distanzstößels 11 zur Aufnahme des nachfolgenden
Aufsteckansatzes 12 des nächsten Distanzstößels 11, wobei jeder Distanzstößel 11 eine
isolierte Wälzfeder 10 drehbar trägt,
15 eine Schaltkarte,
16 ein dünnwandiges Wälzrohr, das gegebenenfalls anstelle einer Wälzfeder 10 gleichfalls
als Kontaktelement verwendet werden kann,
17 stellt einen flächenhaften Kontakt zwischen der auf der Schaltkarte 15 befindlichen
Leitungsbahn und der sich darüber durch Druck abwälzenden Kontaktwalze 10 dar.
[0025] In den Figuren 6 bis 11 haben die Bezugszeichen folgende Bedeutung:
101 Isolierstoffplatte (Schaltkarte)
102 Kontaktfläche
103 Kontaktwalze
104 Schalterachse
105 innerer Walzenkörper
106 Walzenkörper-Bohrung
107 Leitring
108 Randwulst
109 Kontaktwalzengehäuse
110 Schlitz im Kontaktwalzengehäuse
111 Kontaktwalzengehäuse-Innenraum
112 Spiralfeder
113 Kontaktwalzengehäuse-Stirnseite
114 Führungsrille für Spiralfeder
115 Betätigungskörper
116 Längsschlitz
117 Gehäusewand
118 Führungswand
119 Trennschlitz
120 Ausnehmung
121 Ansatz
122 federnde Rastarme
123 Nasen
124 Rollrichtung
125 flächenhafter Kontakt
[0026] AUs den Figuren 1 bis 5 ist erkennbar, daß die Rastschieber 1 nach innen gleitschienenförmig
ausgebildet sind. Sie haben an der Außenseite den Schaltknopf 4, während an der Innenseite
die Schaltbügelführungen 2 und daneben die Rastnocken 3 jeweils paarweise korrespondierend
angeordnet sind. Die Schaltbügelführungen 2 besitzen runde Ausnehmungen, zwischen
die die seitlichen Achsstummel 6 der die Kontaktelemente enthaltenden Schaltbügel
5 eingeführt werden, und zwar mit einem geringen Abstand von der Innenseite der Rastschieber
1, so daß der Schaltbügel 5 ganz begrenzt bewegungsfähig bleibt. Dadurch ist es dem
Schaltbügel 5 erlaubt, in einem gewissen Bereich einer beliebigen Winkelstellung einer
Schaltkarte 15 zu folgen. Außerdem wird so erreicht, daß der Kontaktdruck auf die
Kontaktflächen der Schaltkarte 15 unabhängig von den geometrischen Toleranzen beim
Einbau der Schaltelemente wird. Der Kontaktdruck verteilt sich durch die begrenzte
Beweglichkeit der Schaltbügel 5 gleichmäßig über die ganze Oberfläche der Schaltkarte
15. Wie ersichtlich, ist der in den Schaltbügelführungen 2 angebrachte Schaltbügel
5 U-förmig und bildet also zum Rastschieber 1 hin einen Führungsschlitz 7, der zur
Aufnahme der Schaltkarten dient. In diesem Führungsschlitz 7 befinden sich an den
Schenkelseiten der Schaltbügel 5 die Kontaktelemente in beidseitigen zylinddschen
Ausnehmungen 8, denen noch je eine FUhrungsnut 9 zur Positionierung der Kontaktelemente
aufgesetzt ist.
[0027] Der U-förmige Schaltbügel 5 ist also an seinem offenen Ende mit seinen seitlichen
Achsstummeln 6 begrenzt beweglich in den Schaltbügelführungen 2 des Rastschiebers
1 angebracht und weist in seiner Innenseite die Kontaktelemente im Führungsschlitz
7 für die Schaltkarte 15 auf. Diese Kontaktelemente müssen natürlich vor der Anbringung
des Schaltbügels 5 in seine bewegungsbegrenzte Lagerung in die Schaltbügelschenkel
eingeführt werden, da sie danach beidseitig abgeschlossen begrenzt sind.
[0028] Die Kontaktelemente als solche bestehen vorzugsweise aus drehbar gelagerten Wälzfedern
10. Man kann aber auch gegebenenfalls auf dünne, elastische Rohre 16 ausweichen. Entscheidend
für diese voneinander isolierten Kontaktelemente ist sowohl rotierende Beweglichkeit
als auch eine gewisse Elastizität. Es hat sich als günstig erwiesen, die Wälzfedsr-Elemente
aus Spiralfedern zu gestalten, um so eine voneinander unabhängige Mehrpunkt-Berührung
der potentialführenden Teile zu erreichen, wodurch die Schaltsicherheit erhöht wird.
Der Kontaktdruck wird durch die geringfügige Verformung der Wälzfedern 10 in radialer
Richtung erzeugt. Sind Schaltbügel 5 und Schaltkarte 15 zweiseitig ausgebildet, so
ist auch der Kontaktdruck für die oberen und unteren Elemente gleich, da die Schaltkarte
15 gleichsam schwebend zwischen den Schenkeln der Schaltbügel 5 aufgehängt ist. Der
Kontaktdruck wird ausschließlich durch die Differenz der Schaltkartendicke und dem
Freiraum zwischen den Wälzfedern 10 des oberen und unteren Teiles und dem sich daraus
ergebenden Wälzfederweg bestimmt. Da bei korrekter Konstruktion die Wälzteile auf
den Kontaktelementen abrollen können, ist der Verschleiß der Kontaktoberflächen relativ
gering, und außerdem erfolgt die Kontaktierung statisch in verschiedenen Positionen,
so daß nicht wie bisher immer nur ein und derselbe Punkt den Kontaktübergangswiderstand
bestimmt, sondern es ergeben sich erfindungsgemäß immer neue Kontaktpunkte an denpberflächen
der Wälzfedern 10.
[0029] Erfindungswesentlich ist deshalb ganz besonders die Anordnung von je einer Wälzfeder
10 auf je einem Distanzstößel 11, und dann die Aneinanderreihung derartiger Wälzfeder-Distanzstößel-Einheiten
zu beliebig viele derartige Einheiten enthaltenden Kombinationen, Dazu besitzen die
Distanzstößel 11 vorn einen Aufsteckansatz 1 und hinten eine rückseitige Ausnehmung
14. Es paßt jeweile der Aufsteckansatz 12 eines Distanzstößels 11 in die rückwärtige
Ausnehmung 14 des vorhergehenden Distanzstößels 11, Um den Mittelteil des Distanzstößels
11 ist isoliert und bei Erhaltung ihrer Rotierfähigkeit eine Wälzfeder 10 angeordnet,
außerdem besitzt jeder Distanzstößel 11 einen dickeren zylindrischen Teil, der präzise
in die zylindrischen Ausnehmungen 8 an der Innenseite der Schenkel der Schaltbügel
5 hineinpaßt, wobei eine entsprechende Positionierung auch noch durch . die dem Distanzstößel
11 aufgesetzte Führungsnase 13 und ihre Einführung in die Führungsnut 9 im Schenkel
des Schaltbügels 5 gewährleistet ist. Für den ersten Distanzstößel 11 befindet sich
natürlich eine Einrastausnehmung für ihren Aufsteckansatz 12 im gebogenen Teil des
Schalthügels 5, während das letzte Kontaktelement entsprechend arretiert wird.
[0030] Die Betätigung des montierten Schalters erfolgt dann in bekannter Weise.
[0031] Wie vcrstehend ausgeführt, können erfindungsgemäße Schalter sowohl Schiebeschalter
als auch gegebenenfalls Drehschalter sein. Die Schaltkarte 15 kann sowohl einseitig
als auch zweiseitig - oben und unten - kontaktiert werden. Die U-förmige Ausbildung
der Schaltbügel 5 gestattet das. Ohne daß sich in der Anordnung in den Schaltbügelschenkeln
etwas ändert, wird ein Schaltbügel 5 für Mehrlagenschaltkarten entsprechend kammförmig
ausgebildet sein müssen. Eine entsprechende Ausbildung der Rastschieber 1 ergibt sich
in einem solchen Falle von selbst. Der erfindungsgemäße Schalter hat einen minimalen
Raumbedarf und besitzt in seiner Kontaktgestaltung infolge minimaler Reibungskräfte
eine maximale Funktionsdauer. Da die Kontaktelemente aus einer aus Modulelementen,
nämlich aus einzelnen Distanzstößeln 11 gebildeten gestaffelten Achse bestehen, ist
jede beliebige Kombination von Kontaktanordnungen und die Gesamtherstellung als'kostengünstiges
Massenteil möglich. Die Montage des Schalters selbst erfordert dabei weder Nieten,
Bördeln oder Schrauben.
[0032] Im einzelnen ist den Figuren 6 bis 11 zu entnehmen, daß bei dem Schalter zur Verbindung
von auf einer Isolierstoffplatte 101 nach Art einer gedruckten Schaltung fixierte
Kontaktflächen 102 Kontaktwalzen 103 vorgesehen sind. Die Kontaktwalzen 103 sind auf
einer Schalterachse 104; die z.B. aus Stahl besteht, drehbar gelagert und sind aus
einem inneren Walzenkörper 105, der aus Poly-Tetrafluoräthylen besteht und eine Bohrung
106 zur Aufnahme der Schalterachse 104 aufweist, und einem Leitring 107, der aus einem
Silikongummi-Silberstaub-Gemisch besteht und unter Ausnutzung seiner elastischen Dehnbarkeit
auf den inneren Walzenkörper 105 aufgespannt ist, zusammengesetzt. Der innere Walzenkörper
105 ist nach Art einer Garnrolle mit Randwülsten 108 versehen, die verhindern, daß
der Leitring 107 vom inneren Walzenkörper 105 abgleiten kann und daß bei dicht nebeneinander
auf der Schalterachse 104 angeordneten Kontaktwalzen 103 benachbarte Leitringe 107
einander untr Herstellung eines unerwünschten elektrischen Kontaktes berühren können.
[0033] Die Mantelfläche des Leitrings 107 ist so bemessen, daß zumindest eine der Kontaktwalzen
103 des Schalters in einer Schaltposition des Schalters zwei Kontaktflächen 102, die
quer zum Verlauf der Kontaktbahn nebeneinander auf der Isolierstoffplatte 101 angeordnet
sind, gleichzeitig berühren. Der infolge seiner Materialwahl zugleich elastisch dehn-
und zusammendrückbare Leitring 107 bildet daher eine Schalter-Kontaktbrücke, die beim
Abrollen auf der Kontaktbahn inbestimmten Positionen eine leitende Verbindung zwischen
wenigstens zwei Kontaktflächen 102 der Kontaktbahnen herstellt. Dabei kann durch entsprechende
Abstände zwischen den Rontaktflächen 102 in Richtung der Kontaktbahn ein sogenanntes
unterbrechendes Schalten realisiert werden. Im ersten Falle be-. rührt eine Kontaktwalze
beim Übergang von einer Kontaktfläche zur nächsten in Verlauirichtung der Kontaktbahn
von Kontaktflächen unbedeckte Oberflächenbereiche der Isolierstoffplatte 101, während
im zweiten Fall die Kontaktwalze in jeder Position eine Kontaktfläche 102 der Kontaktbahn
berührt.
[0034] Die mit Kontaktwalzen bestückten Schalterachsen 104 sind in Kontaktwalzengehäusen
109 gelagert. Jedes Kontaktwalzengehäuse 109 besteht im wesentlichen aus einem rechteckfarmigen
Rahmen, der an seinen Schmalseiten je einen zur Isolierstoffplatte 101 hin gerichteten
und zu dieser hin offenen Schlitz 110 aufweist. In die beiden miteinander fluchtenden
Schlitze 110 eines Kontaktwalzengehäuses 109 wird die Schalterachse 104 mit ihren
beiden Enden eingedrückt. Beim Eindrücken der Achsenenden müssen durch korrespondierende
Vorsprünge gebildete Verengungen innerhalb der Schlitze 110 überwunden werden, so
daß die Achse nicht mehr herausfallen kann. Wenn die Achse 104 im Kontaktwalzengehäuse
109 befestigt ist, dann befinden sich die auf der Achse sitzenden Kontaktwalzen innerhalb
des von dem rahmenförmigen Kontaktwalzengehäuse 109 umschlossenen Raumes 111. Durch
Aufschieben von inneren Walzenkörpern 105, die nicht mit einem Leitring 107 versehen
sind, können dabei die Kontaktwalzen 103 genau in ihrer vorgesehenen Position auf
der Achse 104 gehalten werden.
[0035] Wie insbesondere aus Fig. 7 zu ersehen ist, werden zwei auf den voneinander abgewandten
Seiten der Isolierstoffplatte 101 vorgesehene Kontaktwalzengehäuse 109 durch zwei
ringförmig geschlossene Spiralfedern 112, die quer zur Verlaufsrichtung der Kontaktbahn
jeweils in der Nähe der Stirnseiten 113 und parallel zu diesen sowohl die beiden Kontaktwalzengehäuse
109 als auch einen zwischen diesen befindlichen Isolierstoffplattenstreifen 101 umschlingen
und dabei durch den Stirnseiten 113 nahe Führungsrillen 114 der Kontaktwalzengehäuse
109 gehalten werden, gegen die Isolierstoffplatte 101 und damit gegen die auf dieser
vorgesehene Kontaktbahn bzw. Kontaktbahnen gedrückt gehalten. Zur Bewegung der Kontaktaktwalzengehäuse
entlang der Kontaktbahn ist ein Betätigungskörper 115 vorgesehen. Der Betätigungskörper
115 (Fig. 8 und 9) ist in einem Längsschlitz 116, der z.B. in eine Gehäusewand 117
eingearbeitet ist, verschiebbar gelagert und weist zwei quer zur Kontaktbahn gerichtete
Führungswände 118 auf. Der Abstand der Führungswände 118 des Betätigungskörpers 115
voneinander ist so bemessen, daß die Stirnseiten 113 des Kontaktwalzengehäuses 109
genau zwischen die einander zugewandten Oberflächen der Führungswände 118 passen.
Die Führungswände 118 des Betätigungskörpers sind parallel zur Isolierstoffplatte
101 durch einen Trennschlitz 119 unterbrochen, der zur Aufnahme der Isolierstoffplatte
101 vorgesehen ist. Eine jede der durch den Trennschlitz 119 gebildeten Hälften der
Führungswände 118 des Betätigungskörpers 115 ist mit einer zur Isolierstoffplatte
101 hin offenen Ausnehmung 120 versehen, die auf im Querschnitt ungefähr quadratische
Ansätze 121 der Kontaktwalzengehäuse 109 abgestimmt sind. Die Ansätze 121 stehen von
den Stirnseiten 113 auf beiden Seiten des Kontaktwalzengehäuses 109 rechtwinklig ab
und werden, wobei die Hälften der Führungswände 118
*eingerastet.Hierbei berühren die Führungswände 118 des Betätigungskörpers 115 die
Ansätze 121 lediglich an den rechtwinkelig zur Isolierstoffplatte 101 gerichteten
Seiten der Ansätze 121. Auf diese Weise können die Kontaktwalzengehäuse 109 ihre Position
rechtwinkelig zur Isolierstoffplatte 101 unabhängig von dem Betätigungskörper 155
einnehmen, während die-Position der Kontaktwalzengehäuse 109 in Richtung der Kontaktbahn
durch die Position des Betätigungskörpers 115 bestimmt wird und der Betätigungskörper
115 mit Hilfe seiner Führungswände 118 die Kontaktwalzengehäuse 109 stets genau im
rechten Winkel zum Verlauf der Kontaktbahn ausgerichtet hält.
[0036] Zur Festlegung der gewünschten Schaltstellungen des Schalters sind beispielsweise
am Betätigungskörper 115 federnde Rastarme 122 vorgesehen, die keilförmige Nasen 123
aufweisen. Die Nasen 123 greifen in den Schaltstellungen des Schalters in Vertiefungen
ein, die in ein hier nichtdargestelltes Gehäuse eingearbeitet sind.
[0037] In den Figuren 10 und 11 ist die Wirkungsweise der Kontaktwalze 103, bestehend aus
dem Walzenkörper 105 und auseinander federn, in die Ausnehmgen 120 der FUhrungswände
118 dem Leitring 107, gezeigt. Der Leitring 107 stellt eine elektrische Verbindung
zwischen den Kontaktflächen 102 einer gedruckten Schaltung quer zur Rollrichtung 124
her. Der Leitring 107 (siehe Fig.11) ist durch den Anpreßdruck elastisch deformiert
und bildet auf diese Weise flächenhafte Kontakte 125 mit den Kontaktflächen 102 der
Leiterplatte 101.
[0038] Die Kontaktbahnen brauchen nicht geradlinig auf einer Ebene zu verlaufen, sie können
auch auf der Innen- und/ oder Außenoberfläche eines Zylinderkörpers oder kreisförmig
auf einer Ebene angeordnet sein, so daß es sich dann um einen Drehschalter handelt.
1. Dreh- und/oder Schiebeschalter für Ein- und Mehrlagenkarten mit zumindest einer
auf einer Kontaktbahn abrollenden, in Schaltstellungen des Schalters als Kontaktbrücke
zur Verbindung von wenigstens zwei quer zur Richtung der Kontaktbahn nebeneinander
angeordneten flächenhaften Kontakten vorgesehenen, federnd gegen die Kontaktbahnen
gedrückten Kontaktwalze, dadurch gekennzeichnet , daß die Kontaktwalze (10, 16,103)
als Wälzkontakt derart ausgebildet ist, daß sie auf den Kontaktflächen der Schaltkarte
(15,101) federnd unter Bildung eines flächenhaften Kontakts (17,125) im federnden
Wälzprinzip abrollen.
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Schaltkartenebene
die Rastschieber (1) nach innen gleitschienenprofilförmig und mit Rastnocken (3) und
Schaltbügelführungen (2) für die Schaltbügel (5) ausgebildet sind, wobei die U-förmig
ausgebildeten Schaltbügel (5) mit am offenen Ende seitlich nach außen angesetzten
Achsstummeln (6) begrenzt beweglich in Ausnehmungen der Schaltbügelführungen (2) eingerastet
sind, und an den Innenseiten der Schenkel der Schaltbügel (5) zylindrische Ausnehmungen
(8) mit einer Führungsnut (9) für jeweils einen Sat2 der auf einer gestaffelten Achse angeordneten Kontaktelemente vorgesehen sind, die
aus auf je einem Distanzstößel (11) aufgesetzten Wälzkontakten, vorzugsveise Wälzfedern
(10) oder Wälzrohren (16) bestehen, wobei die Distanzstößel (11) so ausgebildet sind,
daß sie auf ihrer Vorderseite einen Aufsteckansatz (12),seitlich eine FUhrungsnase
(13) zum Einrasten in die Führungsnut (9), und an ihrer Rückseite eine Ausnehmung
(14) zur Aufnahme des Aufsteckansatzes (12) des nächsten Distanzstößels (11) besitzen,
und die Kontaktelemente in den Schenkeln des Schaltbügels(5) so angeordnet sind, daß
zwischen ihnen der Schaltkartenführungsschlitz (7) gebildet wird.
3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltbügel (5) um eine
Schalterachse drehbar angeordnet sind.
4. Schalter nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Schalter mehrlagig
und die Schaltbügel (5) kammförmig ausgebildet sind.
5. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kontaktwalze (103) wenigstens
im Bereich ihrer äußeren Zylinderfläche zumindest abschnittweise aus einem unter Aufrechterhaltung
seiner elastischen Zusammendrückbarkeit durch Zusatz von leitfähigen Partikeln (Metallstaub)
leitend gemachten Gummi oder Kunststoff besteht.
6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Kontaktwalze (103) einen
aus Poly-Tetrafluoräthylenkörper (105) aufweist, der mittels einer konzentrischen
Bohrung (106) auf eine starre Achse .(104) aufgeschoben ist und daß die Gummi- oder
Kunststoffschicht unter Ausnutzung ihrer elastischen Dehnbarkeit als Leitring (107)
auf den inneren Walzenkörper (105) aufgespannt ist.
7. Schalter nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß auf einer Achse
(104) mehrere Kontaktwalzen (103) nebeneinander angeordnet sind und daß die Kontakte
(102) auf einer Isolierstoffplatte (101) nach Art einer gedruckten Schaltung fixierte
leitende Oberflächenbereiche sind.
8. Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Isolierstoffplatte (101)
beidseitig mit Kontakten (102) versehen ist, daß auf beiden Seiten der Isolierstoffplatte
(101) zumindest je eine mit Kontaktwalzen (103) bestückte Schalterachse (104) vorgesehen
ist und daß die Kontaktwalzen (103) durch die beide Achsen (104) gegeneinander verspannende
Federmittel (112) gegen die Isolierstoffplatte (101) gedrückt sind.
9. Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Achsen jeweils
endseitig in zur Isolierstoffplatte (101) gerichteten und zu dieser hin offenen Schlitzen
(110) jeweils einen rahmenartigen, zumindest zur Isolierstoffplatte (101) hin offenen
Kontaktwalzengehäuses (109) durch wenigstens einen quer zur Richtung der Kontaktbahn
die beiden Gehäuse (109) und einen zwischen diesen befindlichen, in Richtung der Kontaktbahn
sich erstreckenden Isolierstoffplattenstreifen (101) gemeinsam umschlingenden, federelastisch
dehnbaren Haltering (112) gegen die Isolierstoffplatte (101) gedrückt sind.
.10. Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß zwei zueinander parallel
angeordnete Halteringe (112) vorgesehen sind und daß die Kontaktwalzengehäuse (109)
in der Nähe ihrer quer zur Richtung der Kontaktbahn verlaufenden Stirnseiten (103)
mit Führungsrillen (114) zur Aufnahme der Ringe (112) versehen sind.
11. Schalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Kontaktwalzengehäuse
(109) mit den rechtwinkelig zur Kontaktbahn gerichteten Stirnseiten (113) zwischen
Führungswände (118) eines in einer ortsfesten Gleitbahn (16) verschiebbaren Betätigungskörpers
(115) eingefügt sind.
12. Schalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Kontaktwalzengehäuse-Stirnseiten
(113) mit in Ausnehmungen (120) der Führungswände (118) eingreifenden Ansätzen (121)
versehen sind.
13. Schalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die-Ansätze (21) und die
Ausnehmungen (120) derart aufeinander abgestimmt sind, daß jedes Kontaktwalzengehäuse
(109) im wesentlichen lediglich eine rechtwinkelig zur Isolierstoffplatte (101) gerichtete
Bewegung relativ zu den Führungswänden (118) des Betätigungskörpers (115) ausführen
kann.